【摘 要】
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在空间环境当中,大量的辐射粒子照射到存储器芯片,辐射粒子导致存储单元发生多位翻转(Multiple Bit Upset,MBU)的软错误,以及单粒子硬错误(Single Hard Error,SHE)。其中,硬错误不会被覆盖消除,这种硬错误的积累,对于纠错能力有限的存储器,势必会影响其数据的准确性。因此针对两种错误,提高存储器的自检测修复能力具有重要的现实意义。本文深入研究了单粒子多位翻转和硬错误
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在空间环境当中,大量的辐射粒子照射到存储器芯片,辐射粒子导致存储单元发生多位翻转(Multiple Bit Upset,MBU)的软错误,以及单粒子硬错误(Single Hard Error,SHE)。其中,硬错误不会被覆盖消除,这种硬错误的积累,对于纠错能力有限的存储器,势必会影响其数据的准确性。因此针对两种错误,提高存储器的自检测修复能力具有重要的现实意义。本文深入研究了单粒子多位翻转和硬错误对存储器的影响,从系统级加固设计出发,基于低冗余矩阵码编码译码原理,实现了可纠正连续4位错误,加固32位数据的低冗余矩阵码电路,并对该编译码器进行了功能仿真验证和纠错模式分析。研究了自检测区分存储单元内软错误和硬错误的方法。基于低冗余矩阵码电路,对存储器进行加固设计;通过二次检测的方法,采用有限状态机实现了状态控制器设计;从而实现了修复软错误的同时判断错误类型的功能。构建故障注入平台,验证了修复软错误探测硬错误功能的正确性。研究了修复存储单元硬错误的方法。通过地址映射隔离硬错误的方法,设计实现了故障地址分析器,改进了状态控制器,并协调各个电路功能,实现了自检测修复软硬错误的SRAM整体结构。在SMIC65nm工艺条件下,对各个电路进行综合,并对整体SRAM结构进行了门级仿真验证。本文最后基于AHB总线协议,利用总线功能模型对本文设计进行了系统级验证。为自检测修复软硬错误的SRAM结构设计了AHB总线接口,经验证结果表明,本文设计的自检测修复软硬错误的SRAM结构能够集成到系统中去应用。
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